Millised on SAR-i kolm erinevat polarisatsioonirežiimi?

1. Mis on SARpolarisatsioon?
Polarisatsioon: H horisontaalne polarisatsioon; V vertikaalne polarisatsioon, see tähendab elektromagnetvälja vibratsiooni suund. Kui satelliit edastab signaali maapinnale, võib kasutatava raadiolaine vibratsiooni suund olla mitmel viisil. Praegu kasutatavad on järgmised:

Horisontaalne polarisatsioon (H-horizontaalne): Horisontaalne polarisatsioon tähendab, et kui satelliit edastab signaali maapinnale, on selle raadiolaine vibratsioonisuund horisontaalne. Vertikaalne polarisatsioon (V-vertikaalne): Vertikaalne polarisatsioon tähendab, et kui satelliit edastab signaali maapinnale, on selle raadiolaine vibratsioonisuund vertikaalne.

Elektromagnetlainete edastamine jaguneb horisontaallaineteks (H) ja vertikaallaineteks (V) ning vastuvõtt samuti H ja V. H ja V lineaarset polarisatsiooni kasutav radarisüsteem kasutab ülekande ja vastuvõtu polarisatsiooni tähistamiseks sümbolite paari, nii et sellel võivad olla järgmised kanalid – HH, VV, HV, VH.

(1) HH - horisontaalseks edastamiseks ja horisontaalseks vastuvõtuks

(2) VV - vertikaalseks edastamiseks ja vertikaalseks vastuvõtuks

(3) HV - horisontaalseks edastamiseks ja vertikaalseks vastuvõtuks

(4) VH - vertikaalseks edastamiseks ja horisontaalseks vastuvõtuks

Kaht esimest neist polarisatsioonikombinatsioonidest nimetatakse sarnasteks polarisatsioonideks, kuna edastus- ja vastuvõtupolarisatsioonid on samad. Viimaseid kahte kombinatsiooni nimetatakse ristpolarisatsiooniks, kuna edastus- ja vastuvõtupolarisatsioonid on üksteise suhtes ortogonaalsed.

2. Mis on SAR-is üksikpolarisatsioon, kahekordne polarisatsioon ja täispolarisatsioon?

Üksikpolarisatsioon viitab (HH) või (VV), mis tähendab (horisontaalne ülekanne ja horisontaalne vastuvõtt) või (vertikaalne ülekanne ja vertikaalne vastuvõtt) (kui uurite meteoroloogilise radari valdkonda, on see üldiselt (HH).)

Topeltpolarisatsioon viitab ühele polarisatsioonirežiimile teise polarisatsioonirežiimi lisamisele, näiteks (HH) horisontaalne ülekanne ja horisontaalne vastuvõtt + (HV) horisontaalne ülekanne ja vertikaalne vastuvõtt.

Täispolarisatsioonitehnoloogia on kõige keerulisem, mis nõuab H ja V samaaegset edastamist, see tähendab, et korraga eksisteerivad neli polarisatsioonirežiimi (HH) (HV) (VV) (VH).

Radarisüsteemidel võib olla erinev polarisatsiooni keerukuse tase:

(1) Üksikpolarisatsioon: HH; VV; HV; VH

(2)Kahekordne polarisatsioon: HH+HV; VV+VH; HH+VV

(3) Neli polarisatsiooni: HH+VV+HV+VH

Ortogonaalse polarisatsiooni (st täispolarisatsiooni) radarid kasutavad neid nelja polarisatsiooni ja mõõdavad kanalite vahelist faasierinevust ja ka amplituudi. Mõned kahe polarisatsiooniga radarid mõõdavad ka kanalite vahelist faasierinevust, kuna sellel faasil on polarisatsiooniinfo eraldamisel oluline roll.

Radari satelliidipildid Polarisatsiooni mõttes hajutavad erinevad vaadeldavad objektid erinevate langevate polarisatsioonilainete jaoks erinevaid polarisatsioonilaineid. Seetõttu võib kosmose kaugseire kasutada teabe sisu suurendamiseks mitut riba või kasutada sihtmärgi tuvastamise täpsuse suurendamiseks ja parandamiseks erinevaid polarisatsioone.

3. Kuidas valida SAR-radari satelliidi polarisatsioonirežiimi?

Kogemused näitavad, et:

Mererakenduste puhul on L-riba HH-polarisatsioon tundlikum, samas kui C-riba VV-polarisatsioon on parem;

Vähehajuva rohu ja teede puhul muudab horisontaalne polarisatsioon objektidel suuremad erinevused, nii et maastiku kaardistamiseks kasutatav kosmosepõhine SAR kasutab horisontaalset polarisatsiooni; lainepikkusest suurema karedusega maa puhul ei ole HH ega VV ilmset muutust.

Sama objekti kaja tugevus erinevate polarisatsioonide korral on erinev ja ka pildi toon on erinev, mis suurendab objekti sihtmärgi tuvastamiseks vajalikku teavet. Võrreldes sama polarisatsiooni (HH, VV) ja ristpolarisatsiooni (HV, VH) informatsiooni, võib radaripildi infot oluliselt suurendada ning infoerinevus taimestiku ja teiste erinevate objektide polarisatsioonikajade vahel on tundlikum kui erinevus erinevad bändid.
Seetõttu saab praktilistes rakendustes valida sobiva polarisatsioonirežiimi vastavalt erinevatele vajadustele ja mitme polarisatsioonirežiimi igakülgne kasutamine aitab parandada objektide klassifitseerimise täpsust.